Glykolýza - čo sa to v tom cytosole deje?

AUTOR: Libor Sokoli

 

Glukóza patrí medzi základné zdroje energie. Medzi najdôležitejší sled reakcií patrí glykolýza, ktorou sa v organizme katabolickou cestou z D-glukózy získava energia. Táto D-glukóza je pre niektoré bunky živinou, pre iné výhradným zdrojom energie.(1)

V jednoduchosti však môžeme povedať, že v glykolýze ide o premenu glukózy na pyruvát, ktorý po aktivácii vstupuje do Krebsovho cyklu (syn. citrátový cyklus, cyklus trikarboxylových kyselín).

Samotná glykolýza je premena D-glukózy po pyruvát, ktorá pozostáva z 10 krokov, ktorým sa budeme venovať.

1. reakcia katalyzovaná hexokinázou link

V úvodnom kroku glykolýzy sa D-glukóza aktivuje fosforyláciou na fosfátový ester glukóza-6-fosfát. Ako „darca“ fosfátoveho zvyšku nám slúži ATP. Reakcia prebieha v prítomnosti horečnatých katiónov (Mg2+) a je katalyzovaná enzýmom hexokináza.

2. izomerizácia katalyzovaná glukóza-6-fosfátizomerázou link

Aktivovaná glukóza-6-fosfát je transformovaná („izomerovaná“) na fruktózu-6-fosfát pomocou enzýmu glukóza-6-fosfátizomeráza.

3. reakcia katalyzovaná fosfofruktokinázou link

Tretím krokom reakcie je fosfofruktokinázová reakcia, ktorá je najvýznamnejšou a zároveň regulačnou reakciou celej glykolýzy V tejto reakcii dochádza k prenosu fosfátového zvyšku na fruktózu-6-fosfát v prítomnosti katiónov Mg2+ a ako zdroj tohto zvyšku nám opäť slúži ATP. Produktom je fruktóza-1,6-bisfosfát.

4. štiepenie aldolázou link

Fruktóza-1,6-bisfosfát je aldolázou štiepená na dve triózy, konkrétne glyceraldehyd-3-fosfátdihydroxyacetónfosfát.

5. premena trióz enzýmom triózafosfátizomeráza link

Vzniknutý glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyacetónfosfát sa môžu „premieňať“ vo vratnej reakcii pomocou enzýmu triózafosfátizomeráza.

6. oxidačná reakcia katalyzovaná glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázou link

Základným krokom celej glykolýzy je oxidácia glyceraldehydu-3-fosfátu v prítomnosti NAD+ (nikotínamid-adenín-dinukleotid) a prenos anorganického zvyšku fosfátu (Pi) za vzniku 1,3-bisfosfoglycerátu. Ten predstavuje makroergický medziprodukt glykolýzy.

Majme na pamäti, že z fruktózy-1,6-bisfosfátu nám vznikli dve molekuly glyceraldehydu-3-fosfátu, a teda výsledkom tejto reakcie sú dve molekuly 1,3-bisfosfoglycerátu a 2x NADH + H+. Od tohto kroku nám teda vzniká všetko v dvojnásobnom množstve.

7. prenos fosfátového zvyšku pomocou fosfoglycerátkinázy link

V tejto reakcii nám vzniká po prvý raz energia vo forme ATP a to tak, že enzým fosfoglycerátkináza prenesie fosfátový zvyšok na ADP za vzniku 3-fosfoglycerátu. Reakcia prebieha v prítomnosti katiónov Mg2+.

8. izomerizácia pomocou fosfoglycerátmutázy link

Ďalší krok je veľmi jednoduchý: z 3-fosfoglycerátu nám pomocou fosfoglycerátmutázy vzniká konštitučný izomér 2-fosfoglycerát.

9. dehydratácia pomocou enolázy link

V tomto kroku sa vzniknutý 2-fosfoglycerát pomocou enolázy dehydratuje na makroergickú zlúčeninu fosfoenulpyruvát za odstúpenia molekuly vody.

10. prenos fosfátového zvyšku pomocou pyruvátkinázy link

V záverečnom kroku glykolýzy sa z fosfoenolpyruvátu prenáša posledný fosfátový zvyšok na ADP za vzniku ATP pomocou enzýmu pyruvátkináza. Vzniká molekula pyruvátu.

V cykle 10-tich krokov nám vznikli 2 molekuly pyruvátu, ktoré nám po aktivácii vstúpia do Krebsovho cyklu, alebo sa môžu premieňať v cykloch anaeróbnej glykolýzy. Je potrebné aby sme si zrekapitulovali celkový energetický zisk (v podobe ATP) aeróbnej glykolýzy od glukózy po pyruvát. Okrem toho treba pripomenúť, že súčasťou glykolýzy je aj tvorba 2 molekúl NADH + H+, ktoré sa využijú v dýchacom reťazci na tvorbu ďalších molekúl ATP.

3. reakcia-2 ATP
7. reakcia+2 ATP
10. reakcia+2 ATP
z molekúl NADH + H++6 ATP
dokopy:8 ATP
Tab. Energetická bilancia glykolýzy

Recenzent: 

RNDr. Marcela Valko-Rokytovská, PhD.

  1. SURŽIN, J. - LEDVINA, M.: Lekárska biochémia (1). (2002). Košice – Hradec Králové: Vydavateľ Michal Vaško, Ružová 22, 080 01 Prešov, 2002. 368 s. ISBN 80-7165-326-8.

Ďalšie články

Základná cytoplazma

Cytoplazma predstavuje vnútorné prostredie bunky, vrátane všetkých jej štruktúr a organel, ktoré je ohraničené od vonkajšieho prostredia cytoplazmatickou membránou. Ak máme na mysli len časť prostredi...

Cytoskelet - kostra bunky

Cytoskelet je označenie pre "kostru bunky". Podobne ako kosti živočíchov tvoria kostru, na ktorú sa upínajú svaly, aj cytoskelet je zložený z pevných a pohyblivých komponentov, ktoré prepájajú jednotl...

Jadro - mozog bunky

Bunkové jadro obsahuje genetickú informáciu nevyhnutnú pre život a delenie bunky. Predstavuje riadiace a koordinačné centrum bunky. Obsahujú ho takmer všetky bunky (okrem vysokošpecializovaných buniek...

forward